为了对Sabatier二氧化碳还原反应器进行优化设计,该文进行了Sabatier反应器数学模型的研究.在建立反应器数学模型时,该文选择了经验型Sabatier反应动力学方程,相对于机理型动力学方程而言,经验型动力学方程形式比较简单,易于计算.使用自己研制的催化剂,利用积分反应器实验获得了动力学实验数据,用辛普森数值积分法和非线性最小二乘法进行计算,得到了反应动力学参数指前因子A及反应活化能Ea.Sabatier反应器是一个固定床催化反应器,该文对其一维模型和二维模型进行了计算对比,对于实际的Sabatier反应器,反应管内径比较小,采用拟均相一维模型进行处理能满足实际应用的要求.随后根据反应动力学方程和实际反应器的传质传热情况对反应器中反应管、冷却管及预热管进行物料衡算和热量衡算,建立了Sabatier反应器拟均相一维数学模型,采用Visual Basic语言编写了界面友好,使用简便的模型计算程序,用四阶龙格-库塔法对模型求出了稳定的数值解.该文采用二氧化碳还原地面实验装置进行了不同反应条件下的二氧化碳还原实验,对Sabatier反应器数学模型进行了实验验证.